一种具有选相控制功能的智能终端研究与实现.pdf

技术与应用
种具有选相控制功能的智能终端
研究与实现
白世军曾林翠孔庆霞石楠李毅
西安西电高压开关有限责任公司,西安71000
摘要智能终端是智能变电站自动化系统过程层的重要设备。选相控制技术是解决高压断路
器投切负载瞬时电磁效应的有效措施。本文将二者有机融合,提出了一种具有选相控制功能的智
能终端的实现方案。筒单介绍了选相控制技术的基本原理,对所提方案设计需求进行了简要分析,
并对该方案主要部分的实现进行了深入研究和详细涧述。通过对样机试验验证,该新型智能终端
既能作为常规智能终端使用,又能提供良好的选相控制功能,具有较强的实用性
关键词:智能变电站;智能终端;选相控制;实用性
Research and Realization of a ype of Intelligent Terminal Device with
Phase-controlled Switching Function
Bai Shiban Zeng Linczri Kong Qingxia Shi Nan Li Yi
(Xian XD High Voltage Apparatus Co, Ltd, Xi'an 710000
Abstract Intelligent terminal is a primary process device in digitalized substation automation
system. Phase-controlled switching is an effective means to instantaneous electromagnetic effect in
switching the power loads with high voltage circuit breakers. A combined realization scheme of
intelligent terminal with phase-controlled switching function is proposed. The basic principle of
phase-controlled switching is briefly introduced. Then design requirement is succinctly analyzed, and
the main parts of the scheme are researched deeply and explained in detail, Depending on the
experimentation of pre-industrial prototype, the new device has high practicability. It can not only used
as the normal intelligent terminal, but also provides favorable phase-controlled switching function
Keywords: inteligent substation; intelligent terminal; phase-controlled switching; high practicability
随着IEC61850协议的推广,智能变电站建设特性,以电网系统电压或电流为参考信号,控制开
已经走入工程实践阶段。作为过程层的重要设备,关触头在电压或电流的最佳相位完成合闻或分阐,
智能终端在智能变电站中也得到了广泛应用。通过实现无冲击的平滑过渡。
与间隔层设备的配合,智能终端可实现对开关整间
在成熟的智能终端技术上,结合选相控制需求,
隔的监测和控制,包括对间隔内断路器、隔离开关、本文介绍一种具有选相控制功能的新型智能终端,
接地开关的分合操作以及状态量采集等。
该装置既可作为常规的智能终端使用,又可启用选
在电力系统中用高压断路器来投切空载变压相控制功能,适用于所有电压铮级分相控制的弹簧
器、电容器、宋载线路时,在分合操作的瞬时系统或液压机构的断路器,具有良好的灵活性和实用性
电压相角是不确定的,极易导致一次侧出现涌流和
过电压等瞬态电磁效应叫,进而对系统绝缘以及断
选枏控制技术基本原理
路器自身寿命产生极大冲击。另外,对二次通信和
若在断路器上推广选相控制技术,首先要求断
控制系统也会产生不良影响。选相控制技术是一种路器开关动作时间具有良好的稳定性。由于现代断
有效的解决措施,该技术的实质是根据不同负载的路器生产技术及工艺的完善,其分/合闸时间的分散
74电識常2017年第8期
技术与应用
性已大为改善,较好地稳定在1ms内,因而使选相
命令确认及参考电压
分/合成为可能。影响开关动作时间稳定性的主要因
零点查时间
个半波
预期关合时刻
素有环境温度、控制电压、操作次数、间歇时间以
及触头机械磨损等。在设计选相控制算法时,为做
参考电压
到对开关分合闻时间进行准确预测,应尽量考虑这
些因素的影响,并对其进行补偿l
主回路电流
其次,要根据负载的特性确定最佳分合相位。
以高压断路器关合多组并联电容器组1213为例,经
测控合闸命令
预合闸时间7。1
研究和实践发现,在中性点接地的情况下,在各相选相器合闸命令
电压的零点处操作断路器合闸,可有效削弱关合并
图2选相合闸时序图
联电容器组时的暂态效应。
式中,T为电压周期:;血为开关触头实际接触时间与
图1给出了选相控制的原理。以断路器合闸选
目标关合零点之间的时间,这主要是为提高断路器
相控制为例,首先应针对特定的断路器个体,通过
击穿电压,实际设置合闻肘刻略晩于理论最佳合闸
实验确定稳定的合闻时间tc,以及合闻时间与环境时刻(不同断路器应有自己的统计值》,还考虑到断
温度、控制电压、间歇时间等主要因素的特性关系
路器合闻过程中存在的预击穿
并配置到选相控制装置内部。选相控制装置以线
再有,可以考虑形成闭环控制,合闸时通过记
VT采集到的电压信号为参考电压,并实时采集温
录负载端CT电流出现的时间,并作为负反馈接回
度、控制电压信息,在收到测控装置以 GOOSE报
选相控制装置。选相控制装置计算该时间与分/合闸
文或硬接线形式发来的合闸命令后,记录命令到命令开出时间之差,得到本次断路器机构的实际合
来的时刻,与上次接到命令时刻比较,进而计算出闸操作时间。在本次和历史操作数据的基础上,设
两次命令的间歇时间,并根据当前温度、控制电压计合适的自适应算法,可对下次操作时间进行预测
信息,在相应的间歇时间、温度、控制电压特性关
调整。
系表中査询,分别差值出对应的补偿时间、、tv
接下来选相控制装置根据合闻时间以及各补偿时间2具有选相控制功能的智能终端设计需求
综合计算为达到该断路器最佳合闻动作时刻所需要
在设计具有选相控制功能的智能终端时,要考
的令延迟时间d,在监测到参考电压过零点时,以
虑装置应具有选相使能和非选相使能两种模式,并
该零点为参考基准,延退d时间后开出合闻命令给
可自由配置。在非选相使能模式下,装置作为常规
断路器,完成选相合闻控制。选相合闻时序如图2智能终端使用:在选相使能模式下,装置启用选相
所示。
控制功能。
电网系统(付线
(断路器<